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规模化沼气工程沼液、沼渣减量化及资源化利用
沼气工程是一种有效处理有机废弃物的工程技术,尤其是在畜禽粪污处理和高浓度有机污水处理方面效果显著,在国内外得到了大力推广应用。近年来,随着养殖业和农产品加工业向大型化发展以及沼气作为新能源开发利用,我国沼气工程正朝着大型化、产业化方向发展。沼气工程在处理有机废弃物的同时又能够产生清洁能源,处理后的沼液沼渣还可能成为有机肥料。但实际工程中这些废弃物往往不能得到预期的“就地直接利用”,带来很多负面影响:①沼液中含有大量的N、P、K营养元素、生理活性物质(BAC)、数量庞大的微生物菌群以及其它无机离子和极微量的重金属成分等。这些物质成份复杂、含量未知,直接用作肥料灌溉,难以发挥最好的效用,弊大于利;②沼液直接农业利用受季节性影响明显,且由于贮存和运输等原因,没有足够的田地及时消纳,只能直接排放造成环境污染;③沼液、沼渣在农田施用时,没有规范性的技术指导,一旦施用量过大,超过土地承载能力和作物利用能力,便会造成二次污染。因此沼液、沼渣问题已经成为制约规模化沼气工程产业化推广的瓶颈。本项目围绕规模化沼气工程存在的沼液、沼渣减量及其高附加值利用等问题开展研究,通过系统分析与测定沼液中的主要组分、生理活性物质及其物理化学和生物学特性;结合沼气工程厌氧发酵液回流工艺和沼液营养物质浓缩与水资源回收技术应用研究,显著减少沼气工程沼液沼渣排放量,有效实现发酵液中营养物质与水资源分离回收;系统考察了沼液作为有机营养液、沼渣作为有机肥和人工基质在农业应用的效果,解决沼液、沼渣的消纳问题,有效提高沼液、沼渣的附加利用价值,对于促进规模化沼气工程的可持续发展具有重要意义。
北京化工大学 2021-02-01
铁合金热熔渣能质协同利用制备矿棉智能装备与技术
铁合金行业作为钢铁行业重要的子行业之一,2017 年产量总量为 3288.7 万吨。铁合金行业蓬勃发展为社会带来巨大经济效益的同时,也产生了大量的工业固体废弃物。在冶炼合金时,每生产 1t 合金通常会产生 1.2-1.3t 的热熔渣。热熔渣的随意排放不仅占用了宝贵的土地资源,产生热能资源的浪费,还对周围的生态环境和人体健康造成一定的潜在威胁。因此,在中国特色循环经济背景下,铁合金行业闭环环节关键设备与技术的研发与产业化迫在眉睫。 青岛青力环保设备有限公司、北京科技大学和宁夏吉元君泰新材料科技有限公司结合铁合金产业闭环环节的热质废渣处理和资源化问题,研究铁合金渣的物理化学特性,在工业生产中充分利用熔融态铁合金渣的显热,热熔渣经过调质后达到预期的“修正酸度系数”可直接生产优质岩(矿)棉,其能源消耗将大大降低。相对于冷料工艺,此工艺避开了冷料工艺中先冷却再熔融的弊端,可以充分利用热熔渣的显热实现能源的最合理利用,极大地降低了生产成本,相比于其他高炉热熔渣制棉工艺,经过优化调质可生产出优质岩(矿)棉产品,达到《建筑外墙保温用岩棉制品》的国家标准。在岩(矿)棉生产线设备方面也进行了一系列的改进和创新,并研发了岩(矿)棉自动生产线电控系统,通过物联终端的网口通功能将可编程序控制器(PLC)和上位机电脑置于同一个虚拟局域网中,实现远程下载和数据采集功能。通过串口通软件实现远程编程,进而实现对生产线的远程控制、故障诊断、远程故障排除等远程监控运维,使设备更加高效,产品更加稳定,企业具有更强的市场竞争力。本项目所建成的铁合金热熔渣生产岩(矿)棉工艺主要由调质电炉、离心机、集棉机、集粒机、摆锤、成型机、固化炉、切割机及产品包装等设备组成。目前国内在使用铁合金热渣成棉的热渣类型主要为硅锰合金热渣和镍铁合金热渣。转运方式主要是汽车运输、电瓶车运输和火车运输。 在生产中对每一批次(2-3 个月内冶炼原料和工艺保持不变)的铁合金热熔渣预先进行物理化学基本特性分析,即时优化调质料配比。调质电炉的主要作用是储存熔融态铁合金渣,保证流股的稳定性和均匀性,铁合金热熔渣流入调质电炉,依托最优调质配比进行调质并均质化(电弧均化与底部氮气喷枪均化),调整其修正酸度系数,在热均匀性和化学均匀性上使熔体达到成纤标准。 2、核心装备技术的设计 (一)调质电炉核心设计: 1、调质电炉为直接加热式三相交流电弧炉,电弧发生在专用电极棒和液态热熔渣之间,热熔渣和调质料直接受到电弧热加热并进行均化。除了电弧均化,为了加强热熔渣与调质料的调质反应过程,使最终热熔渣温度和成分均匀,在电弧炉炉底部加装氮气喷枪。 2、炉体设有一个密闭接渣口,通过密闭溜槽使热渣缓慢流入炉体内,接渣时需手动打开进渣口门。 3、炉体一侧出渣口设一个手动水冷铜出渣门用来控制流量的大小,另一侧设一个出铁口,用来放出炉底沉淀残铁。 4、特殊配制的耐材。 5、电炉变压器为电弧炉专用变压器,采用有载电动调压,低压二次侧采用铜排顶出线,外封口。变压器油水冷却器采用强油循环水冷却器。 6、电极升降自动控制系统由西门子S7-200型PLC来完成。将三相电弧电压、电流信号通过信号转换电路变成 0-5V 标准信号送入 PLC 模拟量输入模块,PLC根据采集的电流、电压信号、变压器档位及给定值等信号,按照功率控制的原理进行运算处理及逻辑判断后,将结果通过 PLC 模拟量输出模块控制液压系统电极升降阀(派克比例阀 3 用 1 备),对电极升降进行自动调节,当一路出现故障时可以手动切换,从而控制输入到炉内的电弧功率,以满足冶炼工艺的要求。在自动控制过程中,随时可通过按键来增加或减少给定信号,在运行过程中,随时可以手动控制电极升降。 (二)离心机核心设计: 热渣用离心机不同于冷料用离心机,为更好使用各种类型的热渣,经过几年的理论与实践生产,设计并制作出专用的热渣离心机: (1)主轴采用多级弹性支撑,减震效果好,支撑强度大,长期使用稳定性好,大大提高了轴承的使用寿命,比传统离心机的轴承使用寿命提高 30-40%。 (2)不同的坐标位置,使成纤率提高 5-10%。 (3)离心辊头采用 316L 多层堆焊,辊头使用寿命延长 72-120 小时。 (4)可调胶环,分别计量控制精确供胶,中心喷胶与外围喷胶相结合,使喷胶更均匀,节胶、高质,有效减少花棉的出现。 (5)整体风环结构有区别的导流片设计。 (6)辊头采用开式或闭式冷却方式,轴承采用压缩空气油气雾化技术,既可对轴承充分润滑,又对轴承起冷却作用,从而大大提高了主轴轴承的使用寿命。 (三)鼓式集棉机核心设计: (1)集棉机采用转鼓式,直径 5 米,总宽度 2.8 米,网板有效宽度 2.4 米,线速度可达 100 米/分钟,从而保证了一次棉在网板上分布得更薄更均匀(小于350g/㎡)从而保证了制棉的质量。 (2)由于转鼓的两端支撑在大型回转支撑上,并有良好的润滑,故其使用寿命非常长(几年至十几年),大大减少了设备的维修量。 (3)网板采用长条孔结构,通透率大于 48%,从而减少了负压风机的功率消耗,增加了成纤率。 (4)集棉机内配备刮板机、螺旋输送机、高压水清洗装置,保证了集棉机长期稳定运行。 (四)摆锤的核心设计: 摆锤目前主要分弧摆和平摆。国内岩(矿)棉厂基本上都是弧摆,优点是结构简单维修方便,缺点是岩棉板容重不均匀;国外岩棉厂有的采用平摆,优点是岩棉板容重均匀性一致,提高了产品质量,缺点是结构复杂维护麻烦。我们特殊设计的摆锤形式为似平摆,结构简单维修同样简单方便,岩棉板容重均匀性基本达到 95%以上,而弧摆形式的容重均匀性为 80-85%。 (五)固化炉核心设计: 固化炉接受加压机输送过来的棉毡经固化炉上下网版输送、加压、烘干,使棉毡里的粘结剂在运行过程中连续固化,以形成一定厚度、容重的岩棉板。固化炉上下网板为单独驱动同步运行。固化炉内分为四个加热区,外配 4 台热风炉由天然气燃烧机产生热风循环加热,并将熔化系统的低温换热器产生的热风送至热风炉以降低天然气的消耗量,使产品固化能耗降低、效率提高。固化炉烘烤需要天然气和煤气,而许多热渣厂家有高炉煤气或矿热炉煤气,所以热渣制棉生产比冷料工艺生产可节省此天然气费用,大幅降低了生产成本。 (六)冷却、切割系统核心设计: 冷却切割系统主要由五部分组成:冷却、纵切、废边回收、切条、横切。 纵切:三套刀具,可随时升降。 碎边机:独立碎边,配备碎边回收风机,安全可靠。 切条机:一用一备共 2 套,可随时升降切换使用。 横切:由于生产线是连续不停的运行,但产品要求定长切割,因此横切(飞锯)必须与生产线同步。我们采用多台伺服电机,配以运动控制器,使横切动作运动瞬时跟踪整个生产线的速度,即使在切割过程中也可以做到,从而保证了切割精度在+2.5mm 以内。 (七)智能云平台系统是我们研发的岩(矿)棉自动生产线电控系统,由中央控制、加配料、富氧、温控、成纤、集布棉、打褶打压、固化、切割、制胶等 10 大电控系统组成,它完成岩(矿)棉从原料熔化开始,到切割成成品为止的全部生产过程控制。各子控制系统通过中央控制系统统一协调,采用“主站-从站”结构,分散集中控制(DCS),主站采用了西门子公司生产的 S7-1500 系列可编程序控制器(PLC),从站采用了西门子公司生产的S7-200 Smart系列可编程序控制器(PLC),系统各部分的联系,仅用一根 TCP/IP 总线,方便地组成工业以太网,并配以计算机和西门子专用界面软件 WinCC,可图文并茂的设定、显示、传送、查询和打印各从站的数据。通过在设备的中央控制系统配套天启物联终端云 BOX TN-605 以及高速的 4G运营商网络实现与远程运维服务平台的数据连接。通过物联终端的网口通功能将PLC 和上位机电脑置于同一个虚拟局域网中,实现远程下载和数据采集功能。通过串口通软件实现远程编程,进而实现对设备的远程控制功能。远程运维服务平台通过网口通、串口通软件可以实现设备的全方位监控云服务。通过对现场设备的实时状态监测、远程启停控制、设备报警通知、设备地图管理、微信端监控等功能,实现在任何时间、任何地点实时查询设备最新状态、设备参数和变量的实时变化,了解设备状态、参数和变量的变化趋势,并获得针对这些变化趋势的统计分析等。 另外运维平台的数据归档服务功能,可实现对用户设备数据的定期分类归档。用户根据平台采集归档的海量数据,对设备相关数据进行大数据分析,定义出触发器条件。另外,平台在云端提供了一个强大的计算引擎,可以实时计算设备当前状态、变量和参数是否符合触发条件,同时对符合触发条件的情况触发事件报警。这一功能使得产品生产处于实时预警、可查可控的状态,对于提高岩(矿)棉生产率和合格率效果明显。 (八) 熔体流量自动控制系统 虽然电炉上已安排液压(或电动)水冷闸板阀用于控制流股的稳定性,但由于需定期加入熔渣,电炉液面还有一定的波动,从而造成流股的不稳定性。另外,液位高度变化、组成成分的波动,都会对熔体粘度发生影响,造成流股波动,无法保证制品的稳定性。我们开发了熔体流量自动控制系统,利用安装在成型机下面的自动称重系统来捕捉流股的变化。通过 PLC 控制系统,采用计算机程序运算,对整个生产线的速度进行 PID 调节,从而保证产品容重的波动在极小的范围内,容重控制在±5%以内(国家标准容重范围在±10%),保证了产品质量,降低了生产成本。 3、典型铁合金热熔渣生产优质岩(矿)棉调质技术研究 大量研究利用硅锰、镍铁等典型铁合金废渣为原料,将熔体采用高速离心喷吹等工艺制成的丝状无机纤维,制成矿棉。这种矿棉与目前广泛应用的岩棉相比,在酸度系数、耐水性、耐火性、耐腐蚀性以及纤维长度等方面还有很大差距,矿棉的性能还不能满足建筑外墙用保温材料的标准要求。由于矿棉原料成份与岩棉原料不同,通常对热熔渣进行调质处理,添加硅石等调质剂,尝试的效果不十分理想。在高温热熔渣调质过程存在熔渣难与调质剂混合,并产生降温造成熔渣黏度高,难以达到硅酸盐体系的成丝要求,严重影响了矿棉生产和成丝质量,制约了铁合金渣的利用,造成了铁合金生产的环保压力。我们针对上述已有技术存在的不足,创新研发了一种能快速形成硅酸盐系的调质方法:以新的修正酸度系数 Mk*=1.6 为标准,这样最终的酸度系数 Mk 在1.7-1.9 之间。将铁合金热熔渣浇入调质炉,电极加热(电弧均化)产生一定的流动性,炉底部喷枪喷入氮气,促进与加入的调质料(热料或小球状冷料或粉料)充分混合,保证了快速形成硅酸盐体系,并通过调质电炉升温保温再均化等,得到熔体温度合适、黏度适宜、成分符合吹棉要求的熔渣,解决了熔渣难与调质料混合并产生降温的问题,达到了高质量矿棉的性能标准,实现了对矿产资源的节约以及铁合金废渣更好的利用。利用铁合金渣生产矿棉的调质方法,调制出的熔渣流体的修正酸度系数 Mk*为 1.5-1.6,温度 1360-1460°C,黏度 14-6 Pa·s。将调质好的熔体通过离心喷吹制成岩(矿)棉,其岩(矿)棉纤维可达到《绝热用岩棉、矿渣棉及其制品》GB/T11835-2007,岩(矿)棉板可达到《建筑外墙外保温用岩棉制品》GB/T25975-2010 性能要求。通过大量实验得出结论:用高硅低铝高钙调质料对硅锰渣进行调质最为适宜,用高硅高铝低钙调质料对镍铁渣进行调质最为适宜。
北京科技大学 2021-04-13
木素系加气混凝土用高效砂浆外加剂及其制备方法
该项目以造纸制浆废液中回收的工业木质素为原料,经氧化、催化、缩合、磺化等化学改性及表面活性剂的配伍得到混凝土、砂浆用外加剂。用本专利产品生产的混凝土和砂浆具有优异的减水增强性和抗渗、抗裂性,其减水率达18%~25%,比现有技术提高了1~1.5倍,透水压力比达到325%,可降低混凝土早期水化热、减少混凝土内部裂缝,提高混凝土耐久性;本发明技术在广东、山东等地建成5个年产1万吨、1个年产2万吨的基地,产品成功应用于广东省重点工程潮州水利枢纽、广东省水利厅无缝坝示范工程-乳源坝美电站等六十多家工程,近三
华南理工大学 2021-04-14
一种岩土工程加卸荷综合模拟箱体及操作方法
本发明提供了一种岩土工程加卸荷综合模拟箱体,包括供注水、加压的密闭箱体以及箱体内水平延伸的多个相互平行的移动杆,箱体的一个侧面与待测试土箱接触固定,侧面由内至外顺序设置约束板、防漏膜和载荷板,移动杆的一端伸出箱体外,另一端穿过有机玻璃板、约束板、防漏膜并密封固定在载荷板上,载荷板包括十二块,载荷板的外表面上设置薄膜压力传感器。本发明解决了长期存在的室内土体侧向加卸荷难模拟问题,通过十二块载荷板对土体侧面进行加卸荷,可以实现土体整体加卸荷和分级加卸荷,同时可以控制气压升降实现任意强度的土体加载模拟和卸载模拟,对诸如高填方堆载和超深基坑侧向开挖卸荷模拟具有实际意义,整个试验装置可控性强、功能性强,易于操作和推广使用。
东南大学 2021-04-11
一种自动定位固定舰载直升机起落架的辅助降落系统
本发明涉及一种自动定位固定舰载直升机起落架的辅助降落系统,本发明旨在解决驱逐舰受风浪载荷作用不平稳时,帮助舰载直升机更稳定快速降落。该系统包括固定底座、旋转底座、下连接杆、上连接杆、摄像头、伸缩杆、机械爪。其机械臂呈三角形排列,可在槽口内360度旋转及移动,以适配不同大小舰载直升机并同时固定其三个部位;通过摄像头自动定位舰载直升机及起落架位置,伸出机械爪固定。系统利用高清摄像头识别测量,中央控制系统处理数据,机械臂依指令精确调整,伸缩杆精准控制机械爪伸出长度,机械爪能有效固定舰载直升机起落架,保障其安全稳定降落。
南京工业大学 2021-01-12
音乐情感自动识别及自动标注系统
网络音乐以其使用率一直位居中国互联网应用前三甲的宝座,音乐已经成为用户通过搜索引擎搜索的前三大类内容之一,用户比例高达41.6%,大部分综合搜索引擎都已经提供针对音乐的垂直搜索功能。互联网上日益庞大的用户规模以及海量的数字音乐要求高效的音乐检索手段和令用户满意的检索体验。 本系统采用多模态情感回归的方法,实现音乐情感的自动标注,并通过音乐情感词作为中间桥梁,实现音乐情感维度信息到情感类别的映射,间接实现了音乐情感的分类。因此本系统能够同时满足对音乐情感维度信息和类别信息自动标注的需求。
北京大学 2021-02-01
自动送样自动氟离子测定仪
产品详细介绍ZDCF-9型自动氟离子测定仪一、产品特点:主要用于测定煤中氟的测定,根据国标GB/T4633利用高温燃烧水解——氟离子选择性电极法测定煤中总氟量,可供煤炭、电力、冶金和地质勘探等部门的实验室使用。二、 功能特点:1、本仪器集控温、搅拌及蒸汽量控制于一体,微电脑蒸汽多段控温,稳定性高,体积小,小功率耗电量小,测定精度高是目前实验室理想的氟含量测定仪器。本仪器采用连续自动电子控温,实时控制升温电流,温度控制精确。2、本仪器在一代设备的基础上,改进了送样装置,由人工送样改为连续自动送样,避免了人工送样,异径管爆燃易裂的弊端。3、送样更加稳定连续性强,送样时间精准,提高了检验结果的精确度,简化了实验人员的操作程序。4、采用单管式高温炉为燃烧炉,长寿命硅碳管加热器件,克服了双管长时间加热导致异径管变形,温度改变相互产生影响,造成检测样品的准确度误差增大、降低精度的缺点。5、本仪器操作集中、简单,容易控制避免了以前两支石英异径管所处位置不同,工作人员调试设备时费事、费时的情况。6、外填充铝和硅酸铝保温棉以起到良好的保温性能和充分长度的恒温区。7、本仪器采用微电脑控制,触摸液晶显示屏,显示更直观,数据存储量大,可自行编辑程序。8、 输入检测数据可以自动换算结果,无需人工计算,数据保存,查询方便简洁,信息集中,明确,一目了然。9、检测样品,无需冷却即可试验下个样品。三、技术参数: 1、单节高温炉:    控温范围:0℃-1200℃     升温电流:0-10A    精度:±2℃.             恒温区:80-100㎜ 2、搅拌速度:0-1500r/min连续可调 3、蒸汽发生器:升温电压0-200V连续可调; 4、功率:1KW    整机电源:AC220V±10V 50HZ    整机功率:4KW 5、主机尺寸:660㎜×430㎜×460㎜    主机重量:40㎏6、本仪器优于国标。
鹤壁市华通分析仪器有限公司 2021-08-23
海绵自动裁切
项目组以技术先进、投资合理、能耗节省为设计原则,采取优化加工方案与流程,基于光机电一体化技术、机器视觉原理设计“文胸图案”切割系统。该系统的主要针对各种不规则图案的文胸布料进行切割,主要包括布料进给、图案对齐、图案切割、回收布料等 4 部分。
华东交通大学 2021-05-04
自动喂料车
本实用新型公开了一种自动喂料车,包括:AGV车、料仓和物料输送组件,所述料仓设置在所述AGV车上,所述物料输送组件包括螺旋输送机和多根出料管,所述螺旋输送机竖向设置在所述料仓中,所述螺旋输送机的进料口位于所述料仓的底部,所述螺旋输送机沿轴线方向设置有多个出料口,每个所述出料口连接有所述出料管,所述出料管的出料管口设置有电控阀。实现自动喂料车自动在养殖场中进行喂料,以提高喂料效率并降低工人的劳动强度。
青岛农业大学 2021-04-13
全自动弯管机
本发明提出一种全自动弯管机,包括机架,机架上设置有可盛装弯曲管材的上料单元;上料单元的前侧为出料端,出料端连接有可输送从上料单元中输出管材的滑道;滑道的底部设置有可将待弯曲管材弯曲的弯管单元,待弯曲管材通过滑道滑至滑道底部,在弯管单元的作用下管材弯曲。该全自动弯管机通过液压系统的配合,能够实现管材的自动上料,提高了工作效率。
青岛农业大学 2021-04-13
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